JP2010130831A - Outer rotor type brushless motor - Google Patents

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JP2010130831A JP2008304331A JP2008304331A JP2010130831A JP 2010130831 A JP2010130831 A JP 2010130831A JP 2008304331 A JP2008304331 A JP 2008304331A JP 2008304331 A JP2008304331 A JP 2008304331A JP 2010130831 A JP2010130831 A JP 2010130831A
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Tetsuya Watanabe
哲也 渡辺
Tatsuyuki Saito
龍之 齋藤
Nobuyuki Sasaki
信幸 佐々木
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an outer rotor type brushless motor which is reduced in mass and has a smaller lock current. <P>SOLUTION: The outer rotor type brushless motor 1 includes a stator 2 having a stator core 3 and a stator coil 4 mounted on the stator core 3, and a rotor 5 disposed rotatably outside the stator 2. The stator coil 4 includes a plurality of coils that are formed by concentratively winding conductors around teeth 3b, each conductor having a conductive portion made of a metal wire rod with a density ρ1 of 2.5 [g/mm<SP>3</SP>] or more and 3.0 [g/mm<SP>3</SP>] or less, the density ρ1 satisfying the relation 0.2×ρ0≤ρ1≤0.5×ρ0 with the density ρ0 of a magnetic material forming the stator core 3 of the stator 2, and with a specific resistance of 2.5×10<SP>-8</SP>[Ω*m] or more and 3.0×10<SP>-8</SP>[Ω*m] or less, and an insulating portion made of a synthetic resin covering the outer peripheral surface of the conductor portion. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、アウターロータ型ブラシレスモータに関し、特にそのステータコアに装着されるステータコイルに関する。   The present invention relates to an outer rotor type brushless motor, and more particularly to a stator coil attached to the stator core.

アウターロータ型ブラシレスモータは、ステータと、ステータの径方向外側に回転自在に配置されたロータとを備える。ステータは、ステータコアと、ステータコアに装着されるステータコイルとを有し、ステータコアは、磁性材料から形成され、円環形状のステータコア本体と、ステータコア本体の外周面から半径方向外側に放射状に一体突出し、円周方向等ピッチに形成された複数のティースとを有する。また、ステータコイルは、ステータコアの各ティースに集中巻きにて巻装された複数の巻線を有する。   The outer rotor type brushless motor includes a stator and a rotor that is rotatably disposed on the outer side in the radial direction of the stator. The stator has a stator core and a stator coil attached to the stator core, and the stator core is formed of a magnetic material, and integrally protrudes radially outward from the outer peripheral surface of the stator core body in a radial direction, And a plurality of teeth formed at equal pitches in the circumferential direction. The stator coil has a plurality of windings wound around each tooth of the stator core by concentrated winding.

ロータは、円筒形状に形成され、ステータの外側に各ティースに対向して配置されたロータヨークと、ティースに対向しロータヨークの内壁に円周方向等ピッチに取り付けられた複数のマグネットとを有する。   The rotor is formed in a cylindrical shape, and includes a rotor yoke disposed on the outer side of the stator so as to face each of the teeth, and a plurality of magnets mounted on the inner wall of the rotor yoke at equal circumferential pitches so as to face the teeth.

上記のようにアウターロータ型ブラシレスモータは、ステータの半径方向外側にロータを配置しているため、ステータの半径方向内側にロータを配置するインナーロータ型に比べ、ロータヨークの円周長さが長くなる。そのため、ロータヨークに取り付けるマグネットの体積を多くとることができ、モータの出力性能を高くすることができる。また、アウターロータ型ブラシレスモータのロータは、上述のようにステータの半径方向外側に回転自在に配置されており、ロータはインナーロータ型に比べ外径が大きい。そのため、ロータのイナーシャは大きくなり、ロータに生じるトルクリップルが小さくなる。   As described above, the outer rotor type brushless motor has the rotor disposed on the radially outer side of the stator, so the circumferential length of the rotor yoke is longer than that of the inner rotor type in which the rotor is disposed on the radially inner side of the stator. . Therefore, the volume of the magnet attached to the rotor yoke can be increased, and the output performance of the motor can be increased. Further, as described above, the rotor of the outer rotor type brushless motor is rotatably arranged on the outer side in the radial direction of the stator, and the outer diameter of the rotor is larger than that of the inner rotor type. Therefore, the inertia of the rotor is increased, and the torque ripple generated in the rotor is reduced.

さらに、インナーロータ型ブラシレスモータは、ロータヨークの外壁にマグネットを取り付ける構造であるに対し、アウターロータ型ブラシレスモータは、ロータヨークの内壁にマグネットを取り付ける構造である。そのため、インナーロータ型ブラシレスモータでは、ロータの回転によりマグネットがロータヨークから離脱しないための特別の対策を採る必要があるが、アウターロータ型ブラシレスモータでは、そのような対策を特段採る必要がなく、ロータの製作を簡易な構造で行うことができる(例えば、特許文献1参照)。   Further, the inner rotor type brushless motor has a structure in which a magnet is attached to the outer wall of the rotor yoke, whereas the outer rotor type brushless motor has a structure in which a magnet is attached to the inner wall of the rotor yoke. Therefore, in the inner rotor type brushless motor, it is necessary to take special measures to prevent the magnet from separating from the rotor yoke due to the rotation of the rotor, but in the outer rotor type brushless motor, it is not necessary to take such measures in particular. Can be manufactured with a simple structure (see, for example, Patent Document 1).

このように、アウターロータ型ブラシレスモータは、インナーロータ型ブラシレスモータに比べ多くの利点を有するため、その利点が活かされる用途として、例えば、自動車のラジエターの冷却用のファンモータなど、様々な用途において自動車用電装品として用いられている。
特開2008−259364号公報
As described above, the outer rotor type brushless motor has many advantages compared to the inner rotor type brushless motor. Therefore, as an application in which the advantage is utilized, for example, a fan motor for cooling an automobile radiator, etc. Used as electrical equipment for automobiles.
JP 2008-259364 A

自動車用電装品として自動車に搭載されるモータは、自動車の燃費向上のためモータ質量の軽量化が強く求められており、アウターロータ型ブラシレスモータについても、モータ質量の軽量化の必要性は高い。   Motors mounted on automobiles as electrical components for automobiles are strongly required to reduce the weight of the motor in order to improve the fuel consumption of the automobile, and the need for reducing the weight of the motor is also high for the outer rotor type brushless motor.

モータを駆動させる制御電流をモータに供給するためのモータ駆動用ドライバが、モータに接続され、このドライバがモータとともに動作する。このドライバには、モータに過剰な電流が供給することとなったときに、ドライバ自身の破損を防止するため保護素子が備えられている。   A motor driving driver for supplying a control current for driving the motor to the motor is connected to the motor, and this driver operates together with the motor. This driver is provided with a protective element to prevent the driver itself from being damaged when an excessive current is supplied to the motor.

この保護素子には、モータが外部からの負荷によりその回転をロックされたときに、高い電流値のロック電流が流れ、この保護装置は、ロック電流の電流値に比例して大型化するとともに高価なものとなる。従って、この保護素子を簡素化するために、モータのロック電流の電流値を下げることが求められる。このロック電流の電流値の低減は、アウターロータ型ブラシレスモータにおいても当然に求められる。   When the rotation of the motor is locked by an external load, a high current lock current flows through this protective element. This protective device increases in size in proportion to the current value of the lock current and is expensive. It will be something. Therefore, in order to simplify the protection element, it is required to reduce the current value of the lock current of the motor. Naturally, the reduction of the current value of the lock current is also required in the outer rotor type brushless motor.

そこで、本発明の目的は、質量が軽減され、ロック電流の小さいアウターロータ型ブラシレスモータを提供するものである。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an outer rotor type brushless motor with reduced mass and a small lock current.

上記の課題を解決するために、本発明の請求項1に記載のアウターロータ型ブラシレスモータは、磁性材料から形成され、円環形状のステータコア本体と、前記ステータコア本体の外周面から半径方向外側に放射状に一体突出し、円周方向等ピッチに形成された複数のティースとを有するステータコアと、前記ステータコアに装着されるステータコイルとを備えるステータと、円筒形状に形成され、前記ステータの外側に前記ティースに対向して配置されたロータヨークと、前記ティースに対向し前記ロータヨークの内壁に円周方向等ピッチに取り付けられた複数のマグネットとを有し、前記ステータに対し回転自在に配置されたロータとを備えるアウターロータ型ブラシレスモータにおいて、前記ステータコイルは、密度ρ1が2.5[g/mm]以上3.0[g/mm]以下であるとともに、前記ステータの前記ステータコアを形成する磁性材料の密度ρ0に対し、前記密度ρ1は0.2×ρ0≦ρ1≦0.5×ρ0の関係にあり、かつ、比電気抵抗が2.5×10−8[Ω・m]以上3.0×10−8[Ω・m]以下の金属製の線材から形成される導体部と、前記導体部の外周面に被覆された合成樹脂からなる絶縁部とを有する導線を、前記ロータが前記ステータに対し回転自在に配置される以前において、放射状に突出した前記ティースの半径方向外側から、互い隣接するティースの間に形成されたスリットに巻線ノズルが挿入され、前記巻線ノズルにより各ティースの周りに集中巻きにて巻回され形成される複数の巻線を有する。 In order to solve the above problems, an outer rotor type brushless motor according to claim 1 of the present invention is formed of a magnetic material, and has an annular stator core body and a radially outer side from the outer peripheral surface of the stator core body. A stator core having a plurality of teeth protruding integrally in a radial direction and formed at a constant pitch in the circumferential direction, a stator having a stator coil mounted on the stator core, a cylindrical shape, and the teeth outside the stator A rotor yoke disposed opposite to the teeth, and a plurality of magnets mounted on the inner wall of the rotor yoke at equal pitches in the circumferential direction so as to face the teeth, and a rotor disposed rotatably with respect to the stator. In the outer rotor type brushless motor provided, the stator coil has a density ρ1 of 2.5 [g. mm 3] or 3.0 [g / with mm 3] or less, relative density .rho.0 of the magnetic material forming the stator core of the stator, the density .rho.1 is 0.2 × ρ0 ≦ ρ1 ≦ 0.5 × a conductor portion formed of a metal wire having a relation of ρ0 and having a specific electric resistance of 2.5 × 10 −8 [Ω · m] or more and 3.0 × 10 −8 [Ω · m] or less; And a conductive wire having an insulating portion made of synthetic resin coated on the outer peripheral surface of the conductor portion, from the radially outer side of the teeth protruding radially before the rotor is rotatably arranged with respect to the stator. A winding nozzle is inserted into a slit formed between adjacent teeth, and the winding nozzle has a plurality of windings wound around each tooth by concentrated winding.

さらに、本発明の請求項2においては、前記巻線を形成する導線の前記導体部はアルミニウムを主成分とし、前記ステータコアは鉄を主成分とする。   Furthermore, in claim 2 of the present invention, the conductor portion of the conducting wire forming the winding is mainly composed of aluminum, and the stator core is composed mainly of iron.

このように本発明では、ステータコイルの巻線に用いられている導線の導体部を形成する線材の密度ρ1は、2.5[g/mm]以上3.0[g/mm]以下である。この密度ρ1は、ステータコイルの巻線に用いられている導線の線材として広く用いられている銅の密度の約3分の1以下である。また、その線材の密度ρ1は、ステータコアに用いられる磁性材料の密度ρ0に対しても約半分以下である。 As described above, in the present invention, the density ρ1 of the wire forming the conductor portion of the conductive wire used for the winding of the stator coil is 2.5 [g / mm 3 ] or more and 3.0 [g / mm 3 ] or less. It is. This density ρ1 is about one-third or less of the density of copper widely used as the wire of the conductive wire used for the winding of the stator coil. Further, the density ρ1 of the wire is about half or less than the density ρ0 of the magnetic material used for the stator core.

そのため、ステータに占めるステータコイルの質量は小さく、密度ρ1の導線を用いることにより、本発明のアウターロータ型ブラシレスモータはモータ全体として軽量化が図られ、その質量が軽減されている。   Therefore, the mass of the stator coil occupying the stator is small, and the outer rotor type brushless motor of the present invention is reduced in weight as a whole by using a conductive wire having a density ρ1, and the mass is reduced.

さらに、ステータコイルの巻線に用いられている導線の導体部を形成する線材の比電気抵抗は、2.5×10−8[Ω・m]以上3.0×10−8[Ω・m]以下である。一方、ステータコイルの巻線に用いられている導線の線材として広く用いられている銅の比電気抵抗は、約1.7×10−8[Ω・m]であり、本発明では、銅に対し比電気抵抗の高い線材が用いられている。 Furthermore, the specific electric resistance of the wire forming the conductor portion of the conducting wire used for the winding of the stator coil is 2.5 × 10 −8 [Ω · m] or more and 3.0 × 10 −8 [Ω · m. It is the following. On the other hand, the specific electric resistance of copper widely used as the wire of the conductive wire used for the winding of the stator coil is about 1.7 × 10 −8 [Ω · m]. In contrast, a wire having a high specific electric resistance is used.

そのため、本発明の導線により形成されるステータコイルの電気抵抗は、銅の導線により形成されるステータコイルの電気抵抗よりも大きくなり、アウターロータ型ブラシレスモータがロックされたときに流れるロック電流は小さくなる。   Therefore, the electrical resistance of the stator coil formed by the conductive wire of the present invention is larger than the electrical resistance of the stator coil formed by the copper conductive wire, and the lock current that flows when the outer rotor type brushless motor is locked is small. Become.

次に、この発明の第1の実施形態を図1および図2に基づいて説明する。図1は、冷却ファンが取り付けられた状態の本実施形態のアウターロータ型ブラシレスモータの側面図を示す。図2は、図1にて断面A−Aにて示す本実施形態のアウターロータ型ブラシレスモータの横断面図を示す。   Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a side view of the outer rotor type brushless motor of the present embodiment in a state where a cooling fan is attached. FIG. 2 shows a cross-sectional view of the outer rotor type brushless motor of the present embodiment shown by a section AA in FIG.

図1に示すように、本実施形態のアウターロータ型ブラシレスモータ1は、例えば、自動車のラジエーター(図示せず)の冷却用ファンモータとして用いられる。このような用途の場合、アウターロータ型ブラシレスモータ1の回転軸6には、冷却ファンFが取り付けられるとともに、自動車のラジエーターシュラウド(図示せず)に取り付けられる。   As shown in FIG. 1, the outer rotor type brushless motor 1 of this embodiment is used as a cooling fan motor for a radiator (not shown) of an automobile, for example. In such an application, a cooling fan F is attached to the rotating shaft 6 of the outer rotor type brushless motor 1 and is attached to a radiator shroud (not shown) of the automobile.

冷却ファンFは、樹脂から形成され、略有底円筒形状のファンボス部F1と、ファンボス部F1の外周面から半径方向外側に一体に突出形成した複数のフィンF2とを備える。ファンボス部F1の中央には中空円環形状の取り付け部F3が形成されており、取り付け部F3の内側に回転軸6が挿入されるとともに、回転軸6のねじ部6bにねじ12が締め付け固定されることにより、冷却ファンFは回転軸6に対しで軸方向に固定されている。   The cooling fan F is formed of a resin, and includes a substantially bottomed cylindrical fan boss portion F1 and a plurality of fins F2 formed integrally and projecting radially outward from the outer peripheral surface of the fan boss portion F1. A hollow ring-shaped attachment portion F3 is formed at the center of the fan boss portion F1, the rotary shaft 6 is inserted inside the attachment portion F3, and the screw 12 is fastened and fixed to the screw portion 6b of the rotary shaft 6. Thus, the cooling fan F is fixed in the axial direction with respect to the rotating shaft 6.

回転軸6には平面形状の面取り部6aが設けられているとともに、中空円環形状の取り付け部F3の内壁にも面取り部6aに対応する平面部F3mが形成されており、面取り部6aと平面部F3が互いに当接することにより、冷却ファンFは回転軸6に対し、回転方向(円周方向)に固定されている。   The rotating shaft 6 is provided with a planar chamfered portion 6a, and a flat surface portion F3m corresponding to the chamfered portion 6a is formed on the inner wall of the hollow annular mounting portion F3. The cooling fan F is fixed in the rotational direction (circumferential direction) with respect to the rotating shaft 6 by the portions F3 coming into contact with each other.

アウターロータ型ブラシレスモータ1は、ハウジング7と、ハウジング7に取り付けられたステータ2と、ステータ2に対し回転自在に配置されたロータ5とを備える。ハウジング7は、アルミニウムにて略円盤形状に形成され、ハウジング7の外周側面の3箇所にはラジエータシュラウド(図示せず)への取り付けのための3つのフランジ7aが一体形成されている。また、フランジ7aには、ラジエータシュラウド(図示せず)への取り付けに用いられるボルト(図示せず)を挿通させるためのボルト挿通孔7bが形成されている。   The outer rotor type brushless motor 1 includes a housing 7, a stator 2 attached to the housing 7, and a rotor 5 disposed so as to be rotatable with respect to the stator 2. The housing 7 is formed of aluminum in a substantially disk shape, and three flanges 7 a for attachment to a radiator shroud (not shown) are integrally formed at three locations on the outer peripheral side surface of the housing 7. The flange 7a has a bolt insertion hole 7b through which a bolt (not shown) used for attachment to a radiator shroud (not shown) is inserted.

ステータ2は、磁性材料である薄板の鋼板を積層し形成されたステータコア3と、ステータコア3に装着されたステータコイル4とを備える。ステータコア3は、略円環形状のステータコア本体3aと、ステータコア本体3aの外周面から半径方向外側に放射状に一体突出し、円周方向等ピッチに形成された複数のティース3bとを有する。また、ステータコア3のティース3bの外壁には樹脂製のインシュレータ9が取り付けられている。なお、実施形態では、ティースの数は、「12」である。また、磁性材料である薄板の鋼板は、鉄を主成分としており、その密度ρ0は、約7.8[g/cm]である。 The stator 2 includes a stator core 3 formed by laminating thin steel plates that are magnetic materials, and a stator coil 4 attached to the stator core 3. The stator core 3 includes a substantially annular stator core body 3a and a plurality of teeth 3b that integrally project radially outward from the outer peripheral surface of the stator core body 3a and are formed at equal pitches in the circumferential direction. A resin insulator 9 is attached to the outer wall of the teeth 3 b of the stator core 3. In the embodiment, the number of teeth is “12”. Moreover, the thin steel plate which is a magnetic material has iron as a main component, and the density ρ0 is about 7.8 [g / cm 3 ].

ステータコイル4は複数の巻線4aを有し、巻線4aは導線4bが各ティース3bの周りに、インシュレータ9を介してそれぞれ集中巻きにて巻回され形成される。複数の巻線4aの数はティースと同数の「12」である。また、巻線4aは、導電4bが各ティース3bの周りに「53回」巻き回されて形成されており、いわゆるターン数は、それぞれ「53」である。   The stator coil 4 has a plurality of windings 4 a, and the winding 4 a is formed by winding a conductive wire 4 b around each tooth 3 b with concentrated windings via an insulator 9. The number of the plurality of windings 4a is “12”, which is the same as the number of teeth. The winding 4a is formed by winding the conductive material 4b "53 times" around each tooth 3b, and the so-called number of turns is "53", respectively.

ブラケット7の略中心には、円環形状の凸部11がステータ2に向けて一体形成されている。この凸部11の内部に軸受け10が圧入され固定されており、この軸受け10の内部に回転軸6が圧入され固定されることにより、回転軸6は、ブラケット7に固定されたステータ2に対し回転自在に軸支される。   An annular convex portion 11 is integrally formed at the substantial center of the bracket 7 toward the stator 2. A bearing 10 is press-fitted and fixed inside the convex portion 11, and the rotating shaft 6 is press-fitted and fixed inside the bearing 10, so that the rotating shaft 6 is fixed to the stator 2 fixed to the bracket 7. It is pivotally supported.

ロータ5は、円筒形状のロータヨーク5aと、ロータヨーク5aの内壁に取り付けられた複数のマグネット5bと、ロータヨーク5aの一端に一体形成された底部5bとを有し、ロータ5の形状は、略有底円筒形状に形成されている。なお、複数のマグネット5bは、円筒形状のロータヨーク5aの内壁に円周方向等ピッチに取り付けられている。   The rotor 5 includes a cylindrical rotor yoke 5a, a plurality of magnets 5b attached to the inner wall of the rotor yoke 5a, and a bottom portion 5b integrally formed at one end of the rotor yoke 5a. The shape of the rotor 5 is substantially bottomed. It is formed in a cylindrical shape. The plurality of magnets 5b are attached to the inner wall of the cylindrical rotor yoke 5a at equal pitches in the circumferential direction.

ロータ5のロータヨーク5aは、ステータ2の外側にティース3bに対向して配置される。また、ロータ5の底部5bの中央には、中空円環形状のボス部5cが形成されており、回転軸6の外壁とボス部5cの内壁とが圧入固定されることで、ロータ5は回転軸6に対し固定される。なお、本実施形態では、複数のマグネットの数は「8」である。   The rotor yoke 5a of the rotor 5 is disposed outside the stator 2 so as to face the teeth 3b. A hollow annular boss 5c is formed at the center of the bottom 5b of the rotor 5. The outer wall of the rotating shaft 6 and the inner wall of the boss 5c are press-fitted and fixed so that the rotor 5 rotates. Fixed to the shaft 6. In the present embodiment, the number of the plurality of magnets is “8”.

上記のように、回転軸6は、ブラケット7に固定されたステータ2に対し回転自在に軸支されているため、回転軸6に固定されたロータ5は、回転軸6を介してステータ2に対し回転自在に配置される。   As described above, since the rotating shaft 6 is rotatably supported with respect to the stator 2 fixed to the bracket 7, the rotor 5 fixed to the rotating shaft 6 is attached to the stator 2 via the rotating shaft 6. It is arranged so that it can rotate freely.

次に、各巻線4aを形成する導線4bについて、図3に基づき説明する。図3は、導線の断面図である。導線4bは、金属性の線材から形成され、断面形状が円形状の導体部4cと、導体部4cの外周面に被覆された合成樹脂からなる絶縁部4dとを有する。   Next, the conducting wire 4b forming each winding 4a will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of the conducting wire. The conducting wire 4b is formed of a metallic wire, and has a conductor part 4c having a circular cross section and an insulating part 4d made of a synthetic resin coated on the outer peripheral surface of the conductor part 4c.

本実施形態では、巻線4aを形成する導体部4cはアルミニウムを主成分とし、その密度ρ1は、約2.7[g/mm]である。なお、導体部4cの密度ρ1は、約2.7[g/mm]に限定されないことは言うまでもなく、望ましくは2.5[g/mm]以上3.0[g/mm]以下であればよい。また、本実施形態では、導体部4cの外周面に被服された絶縁部4dの組成は、ポリアミドイミド樹脂である。 In this embodiment, the conductor part 4c which forms the coil | winding 4a has aluminum as a main component, and the density (rho) 1 is about 2.7 [g / mm < 3 >]. The density ρ1 of the conductive portion 4c is about 2.7 [g / mm 3] is not limited to mention, desirably 2.5 [g / mm 3] or 3.0 [g / mm 3] or less If it is. In the present embodiment, the composition of the insulating portion 4d covered on the outer peripheral surface of the conductor portion 4c is a polyamideimide resin.

さらに、本実施形態のアルミニウムを主成分とする導体部4cの比電気抵抗は、温度20℃において、約2.78×10−8[Ω・m]である。なお、導体部4cの比電気抵抗は、約2.78×10−8[Ω・m]に限定されないことは言うまでもなく、望ましくは温度20℃において、2.5×10−8[Ω・m]以上3.0×10−8[Ω・m]以下であればよい。 Furthermore, the specific electric resistance of the conductor portion 4c mainly composed of aluminum of this embodiment is about 2.78 × 10 −8 [Ω · m] at a temperature of 20 ° C. Needless to say, the specific electric resistance of the conductor portion 4c is not limited to about 2.78 × 10 −8 [Ω · m], and desirably 2.5 × 10 −8 [Ω · m at a temperature of 20 ° C. ] May be 3.0 × 10 −8 [Ω · m] or less.

本実施形態では、導体部4cの外径D2は、約0.9[mm]である。絶縁部4dの膜圧が約20[μm]であるため、導体部4cに絶縁部4dを被覆した導線4bの外径D1は、約0.92[mm]である。なお、導体部4cの外径D2および導線4bの外径D1は、上記の数値に限定されないことは言うまでもなく、本発明の趣旨を変更しない程度にて変更可能である。また、本実施形態では、断面の形状が略円形状の導線を用いたが、これに限られず、断面の形状が略方形状の導線であってもよい。このように断面の形状が略方形状の導線を用いることにより、いわゆる巻線の占積率を増加させることができる。   In the present embodiment, the outer diameter D2 of the conductor portion 4c is about 0.9 [mm]. Since the film pressure of the insulating part 4d is about 20 [μm], the outer diameter D1 of the conductor 4b covering the conductor part 4c with the insulating part 4d is about 0.92 [mm]. Needless to say, the outer diameter D2 of the conductor portion 4c and the outer diameter D1 of the conductive wire 4b are not limited to the above numerical values, and can be changed without changing the gist of the present invention. In the present embodiment, the lead wire having a substantially circular cross section is used. However, the present invention is not limited to this, and a lead wire having a substantially square cross section may be used. Thus, by using a conducting wire having a substantially square cross section, the so-called winding space factor can be increased.

次に、図4に基づきステータコア3に設けられた各ティース3bへの導線4bの巻装方法について説明する。図4に示すように、ロータ5がステータ2に対し回転自在に配置される以前に、導線4bは、ステータコア3に設けられた各ティース3bに集中巻きにて巻き回される。   Next, a method of winding the conductive wire 4b around each tooth 3b provided on the stator core 3 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4, before the rotor 5 is disposed so as to be rotatable with respect to the stator 2, the conductive wire 4 b is wound around each tooth 3 b provided on the stator core 3 by concentrated winding.

上述のように、ステータコア3のティース3bの外壁には樹脂製のインシュレータ9が取り付けられており、インシュレータ9を介し、インシュレータ9の外側からティース3bの周りに導線4bが巻き回される。   As described above, the resin insulator 9 is attached to the outer wall of the tooth 3 b of the stator core 3, and the conductive wire 4 b is wound around the tooth 3 b from the outside of the insulator 9 via the insulator 9.

ステータコア本体3aの外周面から半径方向外側に突出した各ティース3bの互いに隣接するティース3b、3bの間にはスリット3cが形成される。このスリット3cにティース3bの半径方向外側から巻線ノズル12が挿入され、巻線ノズル12が一つのティース3bの周りを旋回し、旋回しつつ巻線ノズル12から送り出される導線4bにより巻線4aが集中巻きにて形成される。   A slit 3c is formed between adjacent teeth 3b, 3b of each tooth 3b protruding outward in the radial direction from the outer peripheral surface of the stator core body 3a. The winding nozzle 12 is inserted into the slit 3c from the outside in the radial direction of the tooth 3b. The winding nozzle 12 turns around the one tooth 3b, and the winding 4a is fed by the conductive wire 4b fed from the winding nozzle 12 while turning. Is formed by concentrated winding.

一つのティース3bへの巻線4aの巻装が終了すると、巻線ノズル12は、巻線4aの巻装が完了したティース3bに隣接するティース3bへの巻線4aの巻装を行う。この工程を、本実施形態では、この巻装工程を12回繰り返すことにより、12あるティース3bへの巻線4aの巻装を行い、これらの巻線4aによりステータコイル4が形成される。   When the winding of the winding 4a around one tooth 3b is completed, the winding nozzle 12 winds the winding 4a around the tooth 3b adjacent to the tooth 3b after the winding of the winding 4a is completed. In this embodiment, this winding step is repeated 12 times to wind the winding 4a around the 12 teeth 3b, and the stator coil 4 is formed by these windings 4a.

次に、本発明の実施形態におけるアウターロータ型ブラシレスモータの作用効果について説明する。上述のように本発明の実施形態では、ステータコイル4の巻線4aに用いられている導線4bの導体部4cを形成する線材の密度ρ1は、約2.7[g/mm]である。一方、ステータコイルの巻線に用いられている導線の線材として広く用いられている銅の密度ρ2は、約8.9[g/mm]である。 Next, the effect of the outer rotor type brushless motor in the embodiment of the present invention will be described. As described above, in the embodiment of the present invention, the density ρ1 of the wire forming the conductor portion 4c of the conductive wire 4b used in the winding 4a of the stator coil 4 is about 2.7 [g / mm 3 ]. . On the other hand, the density ρ2 of copper widely used as the wire of the conductive wire used for the winding of the stator coil is about 8.9 [g / mm 3 ].

導線4bの外周に形成されている合成樹脂の絶縁部4dの質量は、導体部4cの質量に比して非常に小さい。そのため、本実施形態の導線4bの質量は、銅を線材として使用した線材の質量に対し、約3分の1以下である。   The mass of the insulating portion 4d of the synthetic resin formed on the outer periphery of the conducting wire 4b is very small compared to the mass of the conductor portion 4c. Therefore, the mass of the conducting wire 4b of this embodiment is about 1/3 or less with respect to the mass of the wire which uses copper as a wire.

そのため、本実施形態のアウターロータ型ブラシレスモータ1では、導線4bを使用することにより、銅を線材として使用した場合の導線に比してステータコイルの質量を約20%低減させることができる。   Therefore, in the outer rotor type brushless motor 1 of this embodiment, by using the conducting wire 4b, the mass of the stator coil can be reduced by about 20% compared to the conducting wire when copper is used as the wire.

一方、本実施形態のステータコア3に用いられる鉄を主成分とする鋼板の密度ρ0は約7.8[g/mm]であり、鋼板の密度ρ0に対する導線4bの導体部4cを形成する線材の密度ρ1約半分以下である(ρ1≦0.5×ρ0)。なお、上述のように導体部4cに用いられる線材の密度ρ1は、望ましくは2.5[g/mm]以上3.0[g/mm]以下であればよいことから、鋼板の密度ρ0に対する線材の密度ρ1の値aは、望ましくは、0.2×ρ0≦ρ1≦0.5×ρ0の関係であればよく、さらに望ましくは、鋼板の密度ρ0に対する線材の密度ρ1の値aは、0.3×ρ0≦ρ1≦0.4×ρ0の関係であればよい。 On the other hand, the density ρ0 of the steel plate mainly composed of iron used for the stator core 3 of the present embodiment is about 7.8 [g / mm 3 ], and the wire rod that forms the conductor portion 4c of the conductor 4b with respect to the density ρ0 of the steel plate. The density ρ1 is about half or less (ρ1 ≦ 0.5 × ρ0). As described above, the density ρ1 of the wire used for the conductor portion 4c is desirably 2.5 [g / mm 3 ] or more and 3.0 [g / mm 3 ] or less. The value a of the density ρ1 of the wire rod with respect to ρ0 may desirably be a relationship of 0.2 × ρ0 ≦ ρ1 ≦ 0.5 × ρ0, and more preferably the value a of the density ρ1 of the wire rod with respect to the density ρ0 of the steel plate. May have a relationship of 0.3 × ρ0 ≦ ρ1 ≦ 0.4 × ρ0.

このように、本実施形態のステータコア3に用いられる鉄を主成分とする鋼板の密度ρ0は、鋼板の密度ρ0に対する導線4bの導体部4cを形成する線材の密度ρ1約半分以下であり、ステータ2の質量に占めるステータコイル4の質量の割合小さくなる。以上のように、線材の密度ρ1の導線4bにてステータコイル4を形成することにより、本発明のアウターロータ型ブラシレスモータ1は、モータ全体として軽量化が図られ、線材として銅を用いた場合に比べ、その質量が大幅に軽減されている。   Thus, the density ρ0 of the steel plate mainly composed of iron used for the stator core 3 of the present embodiment is less than about half of the density ρ1 of the wire forming the conductor portion 4c of the conductor 4b with respect to the density ρ0 of the steel plate. The ratio of the mass of the stator coil 4 to the mass of 2 becomes small. As described above, the outer rotor type brushless motor 1 of the present invention is reduced in weight by using the conductive wire 4b having the density ρ1 of the wire material, and copper is used as the wire material. Compared with, its mass is greatly reduced.

さらに、ステータコイルの巻線に用いられている導線の導体部を形成する線材の比電気抵抗は、約2.78×10−8[Ω・m]である。一方、ステータコイルの巻線に用いられている導線の線材として広く用いられている銅の比電気抵抗は、約1.7×10−8[Ω・m]であり、本発明では、銅に対し比電気抵抗の高い線材が用いられている。 Furthermore, the specific electric resistance of the wire forming the conductor portion of the conductive wire used for the winding of the stator coil is about 2.78 × 10 −8 [Ω · m]. On the other hand, the specific electric resistance of copper widely used as the wire of the conductive wire used for the winding of the stator coil is about 1.7 × 10 −8 [Ω · m]. In contrast, a wire having a high specific electric resistance is used.

そのため、本発明の導線により形成されるステータコイルの電気抵抗は、銅の導線により形成されるステータコイルの電気抵抗よりも大きくなり、アウターロータ型ブラシレスモータがロックされたときに流れるロック電流は小さくなる。   Therefore, the electrical resistance of the stator coil formed by the conductive wire of the present invention is larger than the electrical resistance of the stator coil formed by the copper conductive wire, and the lock current that flows when the outer rotor type brushless motor is locked is small. Become.

さらに、アウターロータ型ブラシレスモータ1は、巻線4aが巻き回されるティース3bが半径方向外側に向けて放射状に突出している。一方、インナーロータ型ブラシレスモータは、巻線が巻き回されるティースが半径方向内側に向けて放射状に突出している。そのため、アウターロータ型ブラシレスモータ1では、互い隣接するティース3bの間に形成されたスリット3cに、半径方向外側から巻線ノズルを挿入することが可能である。一方、インナーロータ型ブラシレスモータは、半径方向内側から巻線ノズルを挿入せざるを得ない。   Further, in the outer rotor type brushless motor 1, the teeth 3b around which the winding 4a is wound protrude radially toward the outer side in the radial direction. On the other hand, in the inner rotor type brushless motor, the teeth around which the winding is wound protrude radially toward the inside in the radial direction. Therefore, in the outer rotor type brushless motor 1, it is possible to insert a winding nozzle from the outside in the radial direction into the slit 3c formed between the adjacent teeth 3b. On the other hand, in the inner rotor type brushless motor, a winding nozzle has to be inserted from the inside in the radial direction.

半径方向内側から巻線ノズルを挿入する場合に比べ、半径方向外側から巻線ノズルを挿入する場合は、巻線ノズルの可動範囲が広くなり巻線ノズルの取り回しが格段に容易となる。そのため、アウターロータ型ブラシレスモータ1は、インナーロータ型ブラシレスモータに比べステータコア3へのステータコイル4の装着が非常に容易である。   Compared with the case where the winding nozzle is inserted from the inside in the radial direction, when the winding nozzle is inserted from the outside in the radial direction, the movable range of the winding nozzle is widened, and the handling of the winding nozzle becomes much easier. Therefore, the outer rotor type brushless motor 1 is very easy to attach the stator coil 4 to the stator core 3 as compared with the inner rotor type brushless motor.

冷却ファンが取り付けられた状態の本実施形態のアウターロータ型ブラシレスモータの側面図を示す。The side view of the outer rotor type brushless motor of this embodiment in the state where the cooling fan was attached is shown. 図1にて断面A−Aにて示す本実施形態のアウターロータ型ブラシレスモータの横断面図を示す。The cross-sectional view of the outer rotor type brushless motor of this embodiment shown by a cross section AA in FIG. 1 is shown. 本実施形態の導線の断面図である。It is sectional drawing of the conducting wire of this embodiment. ステータコアに設けられた各ティースへの導線の巻装方法について説明する図である。It is a figure explaining the winding method of the conducting wire to each teeth provided in the stator core.

符号の説明Explanation of symbols

1 アウターロータ型ブラシレスモータ
2 ステータ
3 ステータコア
3a ステータコア本体
3b ティース
3c スリット
4 ステータコイル
4a 巻線
4b 導線
4c 導体部
5 ロータ
5a ロータヨーク
5b マグネット
6 回転軸
N 巻線ノズル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Outer rotor type brushless motor 2 Stator 3 Stator core 3a Stator core main body 3b Teeth 3c Slit 4 Stator coil 4a Winding 4b Conductor 4c Conductor part 5 Rotor 5a Rotor yoke 5b Magnet 6 Rotating shaft N Winding nozzle

Claims (2)

磁性材料から形成され、円環形状のステータコア本体と、前記ステータコア本体の外周面から半径方向外側に放射状に一体突出し、円周方向等ピッチに形成された複数のティースとを有するステータコアと、前記ステータコアに装着されるステータコイルとを備えるステータと、
円筒形状に形成され、前記ステータの外側に前記ティースに対向して配置されたロータヨークと、前記ティースに対向し前記ロータヨークの内壁に円周方向等ピッチに取り付けられた複数のマグネットとを有し、前記ステータに対し回転自在に配置されたロータとを備えるアウターロータ型ブラシレスモータにおいて、
前記ステータコイルは、密度ρ1が2.5[g/mm]以上3.0[g/mm]以下であるとともに、前記ステータの前記ステータコアを形成する磁性材料の密度ρ0に対し、前記密度ρ1は0.2×ρ0≦ρ1≦0.5×ρ0の関係にあり、かつ、比電気抵抗が2.5×10−8[Ω・m]以上3.0×10−8[Ω・m]以下の金属製の線材から形成される導体部と、前記導体部の外周面に被覆された合成樹脂からなる絶縁部とを有する導線を、前記ロータが前記ステータに対し回転自在に配置される以前において、放射状に突出した前記ティースの径方向外側から、互い隣接するティースの間に形成されたスリットに巻線ノズルが挿入され、前記巻線ノズルにより各ティースの周りに集中巻きにて巻回され形成される複数の巻線を有することを特徴とするアウターロータ型ブラシレスモータ。
A stator core made of a magnetic material and having an annular stator core body, and a plurality of teeth integrally projecting radially outward from the outer peripheral surface of the stator core body radially and formed at a constant pitch in the circumferential direction, and the stator core A stator comprising a stator coil mounted on
A rotor yoke that is formed in a cylindrical shape and is disposed on the outer side of the stator so as to face the teeth; and a plurality of magnets that are attached to the inner wall of the rotor yoke at regular pitches in the circumferential direction so as to face the teeth. In an outer rotor type brushless motor provided with a rotor rotatably arranged with respect to the stator,
The stator coil has a density ρ1 of 2.5 [g / mm 3 ] or more and 3.0 [g / mm 3 ] or less, and the density of the magnetic material forming the stator core of the stator is ρ0. ρ1 has a relationship of 0.2 × ρ0 ≦ ρ1 ≦ 0.5 × ρ0, and the specific electric resistance is 2.5 × 10 −8 [Ω · m] or more and 3.0 × 10 −8 [Ω · m. ] A conductor having a conductor part formed of the following metal wire and an insulating part made of a synthetic resin coated on the outer peripheral surface of the conductor part is arranged so that the rotor is rotatable with respect to the stator. Previously, a winding nozzle was inserted into a slit formed between adjacent teeth from the radially outer side of the teeth protruding radially, and concentrated winding around each tooth by the winding nozzle. Have multiple windings formed Outer rotor type brushless motor according to claim Rukoto.
前記巻線を形成する導線の前記導体部はアルミニウムを主成分とし、前記ステータコアは鉄を主成分とすることを特徴とする請求項1に記載のアウターロータ型ブラシレスモータ。

2. The outer rotor type brushless motor according to claim 1, wherein the conductor portion of the conducting wire forming the winding is mainly composed of aluminum, and the stator core is mainly composed of iron.

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